專利名稱：橋面防水層電動(dòng)剪切儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其主要用于測(cè)定防水層與混凝土橋面和瀝青面層之間的層間抗剪強(qiáng)度，適用于室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各類防水材料和防水層的檢測(cè)，以便分析不同的橋面狀況、橋面處理措施、瀝青混凝土施工溫度和使用溫度、瀝青面層厚度、瀝青混合料類型、防水層類型等因素對(duì)層間抗剪強(qiáng)度的影響規(guī)律，二、背景技術(shù)國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有類似用于防水層與橋面混凝土和瀝青面層層間抗剪強(qiáng)度現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的儀器。國(guó)外有類似用于室內(nèi)研究的非專用試驗(yàn)設(shè)施，如將防水層置于6英寸高的水泥圓柱試件之上，在防水層上加鋪被壓實(shí)的2英寸厚的瀝青混合料，為了確定水泥混凝土橋面與防水層、防水層與瀝青層之間的粘結(jié)處的抗剪強(qiáng)度，試件將會(huì)被水平地放置在一個(gè)托架上。然后，向試件中的面層部分加荷直至試樣中的瀝青面層部分被從水泥試件上剪切下來(lái)，同時(shí)測(cè)量其位移和加載力，其中荷載的應(yīng)變速率為0.25英寸/分鐘，顯然，該試驗(yàn)方法不能用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，且自動(dòng)化程度不高。國(guó)內(nèi)有長(zhǎng)安大學(xué)研制的LLM測(cè)試系統(tǒng)，該儀器的設(shè)計(jì)目的是用于室內(nèi)試驗(yàn)研究，不能用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全，測(cè)試精度高，使用方便。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為
一種橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特殊之處在于包括底座，底座上設(shè)有蝸桿蝸輪、減速器和導(dǎo)座，蝸桿蝸輪通過(guò)軸承與底座、箱體連接，螺桿與蝸輪螺紋連接，螺桿另一端與傳感器中的力傳感器連接，并通過(guò)推動(dòng)桿和導(dǎo)座與剪切件連接。
上述螺桿與蝸輪可通過(guò)梯形螺紋連接。
上述傳感器包括力傳感器和位移傳感器，力傳感器和位移傳感器與單片機(jī)連接。
上述螺桿上可設(shè)有置零操作裝置。
上述導(dǎo)座上可設(shè)有導(dǎo)套和定位螺絲。
上述推動(dòng)桿與剪切件可以是滑動(dòng)摩擦的圓柱導(dǎo)軌。
上述螺桿與推動(dòng)桿之間可設(shè)有頂桿上述剪切儀上可設(shè)有限位開關(guān)。
上述位移傳感器可以是增量式編碼器。
上述剪切儀上可設(shè)有通訊接口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全，測(cè)試精度高，使用方便。
2、本實(shí)用新型由單片機(jī)控制，步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，剪切速度0～50mm/min任意設(shè)定。微型點(diǎn)陣式打印機(jī)，可以打印出試驗(yàn)編號(hào)、時(shí)間、剪力、位移，速度等各種數(shù)據(jù)；雙向位液晶顯示器，可以隨時(shí)顯示試驗(yàn)參數(shù)，存貯器可以貯存20個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，還可在液晶顯示器上查看各數(shù)據(jù)。
3、本實(shí)用新型還備有與計(jì)算機(jī)通信接口，可以與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，打印剪力-位移曲線圖，打印報(bào)表等。
4、本實(shí)用新型主要技術(shù)指標(biāo)如下(1)剪切速度0～50mm/min(2)最大剪切力10000N
(3)最大位移20mm(4)存貯量20個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)(5)數(shù)據(jù)采集率0.1mm采集一次(6)位移精度0.5mm(7)剪力精度1％5、本實(shí)用新型主要功能如下1.具備RS232C串行接口。
2.掉電數(shù)據(jù)保存，最大20組數(shù)據(jù)。
3.微型打印，可打印簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)報(bào)表。
4.自動(dòng)日歷及時(shí)間。
5.可在微機(jī)上提取數(shù)據(jù)并計(jì)算顯示剪切曲線。
6.在微機(jī)上打印報(bào)表及曲線。
四
附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖五具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖，橋面防水層電動(dòng)剪切儀主要用于測(cè)定防水層與混凝土橋面和瀝青面層之間的層間抗剪強(qiáng)度，適用于室內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各類防水材料和防水層的檢測(cè)，以便分析不同的橋面狀況、橋面處理措施、瀝青混凝土施工溫度和使用溫度、瀝青面層厚度、瀝青混合料類型、防水層類型等因素對(duì)層間抗剪強(qiáng)度的影響規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果可用于選擇防水材料、為橋面防水設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)判定防水層施工質(zhì)量。試驗(yàn)方法是通過(guò)剪切件向?yàn)r青混凝土試件逐漸施加剪力，測(cè)試系統(tǒng)不斷采集力與位移數(shù)據(jù)并于以存貯，直至瀝青混凝土試件與防水層脫離，測(cè)試系統(tǒng)顯示器上將保留最大力值和位移值。本實(shí)用新型包括底座1，底座1是儀器的主體，剪切時(shí)剪切力通過(guò)底座施加給試樣的，為保證儀器工作的穩(wěn)定性，底座選用比較厚實(shí)的鑄鐵件，考慮到搬動(dòng)、兩端設(shè)有手提孔，為了增強(qiáng)剛性，前后邊緣有加強(qiáng)筋。底座1上設(shè)有蝸桿蝸輪4、減速器2和導(dǎo)座15，蝸桿蝸輪4通過(guò)軸承5、箱體8與底座1連接，螺桿7與蝸輪4可通過(guò)梯形螺紋連接，螺桿7右端依次接力傳感器9、頂桿10、推動(dòng)桿12，并通過(guò)推動(dòng)桿12和導(dǎo)座15與剪切件16連接。剪切件16由導(dǎo)座15導(dǎo)向，導(dǎo)座15上設(shè)有導(dǎo)套13和定位螺絲14。螺桿7上設(shè)有導(dǎo)向鍵6和回拉鍵11，當(dāng)一個(gè)試樣剪切完成后，通過(guò)回拉鍵11能返回到零點(diǎn)。從受力和位移速度考慮，選用1/40的蝸桿蝸輪、推力軸承和螺距為5mm的螺桿。為了結(jié)構(gòu)實(shí)用簡(jiǎn)單，推動(dòng)桿和剪切件均選用滑動(dòng)磨擦的圓柱導(dǎo)軌，由于剪切試樣薄厚尺寸不一致，所以剪切件設(shè)計(jì)尺寸可調(diào)。傳感器包括力傳感器9和位移傳感器，力傳感器9和位移傳感器與單片機(jī)連接。故慮到剪切時(shí)的速度可調(diào)，位移和剪切力的測(cè)定選用單片機(jī)控制，步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，增量式編碼器測(cè)距離，剪切力傳感器測(cè)力，霍爾開關(guān)定位等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，完全達(dá)到了儀器的技術(shù)指標(biāo)。
實(shí)際工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)同步帶依次驅(qū)動(dòng)蝸桿、蝸輪4、螺桿7、力傳感器9、頂桿10、推動(dòng)桿12，帶動(dòng)剪切件16剪切試樣。測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)傳感器不斷采集力與位移數(shù)據(jù)并存貯。當(dāng)一個(gè)試樣剪切完成后，通過(guò)置零操作儀器能返回到零點(diǎn)。
本實(shí)用新型實(shí)際操作步驟如下1.系統(tǒng)上電系統(tǒng)上電后首先進(jìn)行電機(jī)歸位工作，歸位工作完成后顯示剪切參數(shù)輸入，此時(shí)用戶可通過(guò)編碼開關(guān)輸入剪切所用的編號(hào)和速度。
2.剪切參數(shù)輸入用戶通過(guò)撥動(dòng)編碼開關(guān)，設(shè)置剪切參數(shù)。
系統(tǒng)規(guī)定剪切編號(hào)必須從0開始，最大為19，共20組。
輸入剪切編號(hào)時(shí)，要遵從從小到大依次增加的原則。如果已做了3組剪切，則用戶可進(jìn)行下一次剪切的編號(hào)輸入范圍為0..3，即用戶一方面可重做以前的編號(hào)(覆蓋原數(shù)據(jù)，編號(hào)為0～2時(shí))，一方面可進(jìn)行下一次剪切(編號(hào)為03時(shí))。
3.參數(shù)輸入確定參數(shù)輸入完成后，按“確定”鍵，系統(tǒng)首先下降，顯示器顯示“Downing...”。下降20mm后自動(dòng)停止，顯示器顯示“Press Start to Run”。
4.啟動(dòng)剪切系統(tǒng)就緒狀態(tài)下，按“啟動(dòng)”按鍵，系統(tǒng)開始搜索受力點(diǎn)，此時(shí)屏幕顯示“Search Strength”。
當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到受力點(diǎn)后，即自動(dòng)開始剪切，同時(shí)測(cè)量位移量和拉力，并在屏幕上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
5.剪切過(guò)程剪切時(shí)，屏幕上第一行為剪切最大的拉力及其對(duì)應(yīng)的位移，第二行顯示當(dāng)前剪切的拉力和位移，第三行顯示剪切已用的時(shí)間(秒)。
6.剪切完成當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)拉力開始下降(當(dāng)前點(diǎn)的拉力為最大拉力的50％)時(shí)，停止剪切，取最大值為剪切拉力。同時(shí)為了防止異常情況出現(xiàn)，系統(tǒng)增加了一些預(yù)防措施·當(dāng)系統(tǒng)始終沒(méi)有找到受力點(diǎn)，剪切運(yùn)行到限位開關(guān)后，停止剪切。
·當(dāng)系統(tǒng)始終沒(méi)有找到拉力下降點(diǎn)，而電機(jī)行程達(dá)20mm時(shí)，停止剪切，。
·當(dāng)系統(tǒng)始終沒(méi)有找到拉力下降點(diǎn)，而剪切運(yùn)行到限位開關(guān)后，停止剪切，取最大值為剪切值。
7.剪切數(shù)據(jù)查看系統(tǒng)帶有掉電保存存儲(chǔ)器，剪切的數(shù)據(jù)都被保存起來(lái)。用戶可在電機(jī)歸位后，按“查看”按鍵，系統(tǒng)要求用戶輸入要查看的數(shù)據(jù)編號(hào)，輸入完成后，按“確定”即顯示該組數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)多于一屏，可按“確認(rèn)”鍵進(jìn)行翻頁(yè)查看，任意時(shí)刻可再次按“查看”返回8.報(bào)表打印剪切完成后，用戶可將剪切結(jié)果通過(guò)微型打印機(jī)打印出來(lái)。用戶在電機(jī)歸位后，按“查看”按鍵，系統(tǒng)要求用戶輸入要查看的數(shù)據(jù)編號(hào)，此時(shí)按“打印”即可將剪切數(shù)據(jù)打印出來(lái)。
9.數(shù)據(jù)上傳功能剪切儀配有RS232C接口，可與剪切儀配套的上位機(jī)軟件進(jìn)行通訊。通過(guò)上位機(jī)軟件，可將剪切儀中的數(shù)據(jù)提取到計(jì)算機(jī)并進(jìn)行各種處理。
權(quán)利要求1.一種橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于包括底座(1)，底座(1)上設(shè)有蝸桿蝸輪(4)、減速器(2)和導(dǎo)座(15)，蝸桿蝸輪(4)通過(guò)軸承(5)、箱體(8)與底座(1)連接，螺桿(7)與蝸輪(4)螺紋連接，螺桿(7)另一端與傳感器中的力傳感器(9)連接，并通過(guò)推動(dòng)桿(12)和導(dǎo)座(15)與剪切件(16)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述螺桿(7)與蝸輪(4)通過(guò)梯形螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述傳感器包括力傳感器(9)和位移傳感器，力傳感器(9)和位移傳感器與單片機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述螺桿(7)上設(shè)有置零操作裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述導(dǎo)座(15)上設(shè)有導(dǎo)套(13)和定位螺絲(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述推動(dòng)桿(12)與剪切件(16)為滑動(dòng)摩擦的圓柱導(dǎo)軌。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述螺桿(7)與推動(dòng)桿(12)之間設(shè)有頂桿(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述剪切儀上設(shè)有限位開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述位移傳感器為增量式編碼器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其特征在于所述剪切儀上設(shè)有通訊接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種橋面防水層電動(dòng)剪切儀，其結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全，測(cè)試精度高，使用方便。本實(shí)用新型包括底座，底座上設(shè)有蝸桿蝸輪、減速器和導(dǎo)座，蝸桿蝸輪通過(guò)軸承與底座、箱體連接，螺桿與蝸輪螺紋連接，螺桿另一端與傳感器中的力傳感器連接，并通過(guò)推動(dòng)桿和導(dǎo)座與剪切件連接。
文檔編號(hào)G01N3/24GK2600485SQ0321841
公開日2004年1月21日 申請(qǐng)日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月9日
發(fā)明者胡長(zhǎng)順, 張占軍, 侯仲杰, 周慶華, 裴建中 申請(qǐng)人:胡長(zhǎng)順